催化裂化裝置中平衡催化劑微反活性的數(shù)學模擬研究

崔玉峰，任 杰

（1.中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271；2.浙江工業(yè)大學化工與材料學院，浙江 杭州 310014）

天津分公司催化裂化裝置以直餾蠟油和焦化蠟油的混合加氫蠟油為原料，采用長嶺催化劑廠CRMI-Ⅱ型裂化催化劑生產(chǎn)汽油、輕柴油、液化氣，副產(chǎn)品為干氣、油漿和焦炭，年加工能力為1.3 Mt。在生產(chǎn)過程中，裂化催化劑易受較高溫度和水蒸氣的影響，其結(jié)晶度降低、比表面積和活性中心數(shù)目都減少、發(fā)生水熱失活現(xiàn)象。在實際生產(chǎn)中，采取以新鮮催化劑置換平衡催化劑的措施，來維持合適的催化劑活性。根據(jù)裝置操作條件，合理確定催化劑置換率，對保證裝置平穩(wěn)運行及提高經(jīng)濟效益具有重要意義。

Chester等［1］開展了3種Y型分子篩裂化催化劑的水熱失活動力學實驗研究，認為在594～732℃相對低溫范圍內(nèi)，催化劑主要因基質(zhì)的變化而失活；而在732～843℃高溫范圍內(nèi)，分子篩的水熱失活成為主要失活因素。Chen等［2-4］將相對結(jié)晶度與操作溫度、水蒸氣分壓和老化時間進行關(guān)聯(lián)，提出了相對結(jié)晶度變化的數(shù)學關(guān)聯(lián)式。陳俊武等［5］認為裂化催化劑的水熱失活符合三級失活規(guī)律。任杰［6］認為裂化催化劑的水熱失活過程是自抑制的固態(tài)變換過程，建立了具有較高模擬計算精度的裂化催化劑二級自抑制一級水熱失活動力學模型。

筆者確定了裂化催化劑活性與微反活性的數(shù)學關(guān)系，推導了催化劑水熱失活動力學方程，建立了工業(yè)裝置平衡劑微反活性數(shù)學模型，并進行了催化裂化裝置平衡催化劑微反活性模擬和預(yù)測。……